JP2016527150A - パッケージング材料を殺菌するための方法及びデバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、パッケージング材料（１０）を殺菌するための方法であって、電荷担体、特に電子を放出するように適合された放出部（２０）を含み、電荷担体が少なくとも１つの雲（２２）を形成し、放出部（２０）及びパッケージング材料（１０）が、気体媒体の流動（４２）が放出部（２０）とパッケージング材料（１０）との間に形成されるように互いに対して移動される、方法に関する。この方法は、放出部（２０）とパッケージング材料（１０）との間の移動プロファイル（９０’、９０”）を制御する段階と、放出部（２０）とパッケージング材料（１０）との間の媒体の流動（４２）が殺菌されるように、放出部（２０）とパッケージング材料（１０）との間の媒体の流動（４２）を、移動プロファイルを調整することによって殺菌する段階と、を含む。本発明はまた、デバイスに関する。

Description

本発明は、パッケージング材料を殺菌するための方法及びパッケージング材料を殺菌するためのデバイスに関する。

先行技術において、パッケージング材料を殺菌するための様々なデバイスおよび方法が知られている。先行技術において幅広く使用されている方法の１つは、気体、特に過酸化水素による殺菌である。しかし、容器を殺菌する際に化学物質の使用を低減するための努力がなされている。そのため、紫外線照射または電子ビームによって材料を殺菌するデバイスおよび方法も知られるようになってきている。一般に電子ビームについては、電荷担体、特に電子を放出するように適合された放出部が設けられ、パッケージング材料をこれらの電荷担体によって殺菌することができる。この目的のために、パッケージング材料及び放出部はそれぞれ、互いに対して相対的に移動可能であり、例えば、電子銃が瓶形状のパッケージ内に置かれる。しかし、放出部及びパッケージング材料を互いに対して相対的に移動させると、空気などの媒体の流動または流れがその間に発生する。これらの流れまたは流動が、殺菌されず、または無菌化されない空気のような媒体を含む場合、既に殺菌されたパッケージング材料の一部が、殺菌されておらず、または無菌化されていない空気の流れまたは流動によって再び菌が付着する危険性が存在する。

そのため、本発明の目的は、殺菌中及び殺菌後にパッケージング材料の無菌状態を維持するために、パッケージング材料を殺菌する方法及びパッケージング材料を殺菌するためのデバイスを提供することである。

この目的は、請求項１に係るパッケージング材料を殺菌するための方法及び請求項１３に係るデバイスによって達成される。本発明の実施形態の更なる利点及び特徴は、従属請求項によって規定される。

本発明によれば、パッケージング材料を殺菌するための方法は、電荷担体、特に電子を放出するように適合された放出部を含み、電荷担体が少なくとも１つの雲を形成し、放出部及びパッケージング材料が、気体媒体の流動が放出部とパッケージング材料との間に形成されるように互いに対して相対的に移動され、本方法がさらに、放出部とパッケージング材料との間の移動プロファイルを制御する段階と、少なくとも１つの雲によって、放出部とパッケージング材料との間の気体媒体の流動を、移動プロファイルを調整することによって殺菌する段階と、を含む。

実際には、放出部とパッケージング材料との間の媒体の流動は、放出部とパッケージング材料との間に形成されたギャップ内に形成されることが多い。ギャップは、パッケージング材料が例えば平坦である場合には、一定の大きさまたは厚さを有することができる。しかし、ギャップは、放出部及びパッケージング材料が互いに対して相対的に動かされる場合には、一定である必要はなく、その大きさはそれぞれ変化することができる。これは、放出部及びパッケージング材料が互いに対して相対的に動かされる場合には、ギャップがより厚く、及び／またはより薄くなる可能性があることを意味している。ギャップ内の気体媒体の流動の速度は、ギャップの大きさ／厚さ及び相対的な移動の速度に依存する。媒体の速度がより速くなると、ギャップはより小さくなり、及び／または相対的な移動がより速くなる。本発明の目的は、放出部からの電子の雲によって、ギャップ内の気体媒体の流動を殺菌することである。

しかし、ギャップ内の気体媒体の流動速度が速すぎると、媒体を殺菌するための時間が短すぎることとなる。これは、雲を通過した媒体が殺菌されないことを意味する。本発明によれば、パッケージング材料と放出部との間の媒体の流動が、移動プロファイルを調整することによって制御される。換言すれば、媒体の流動は、放出部とパッケージング材料との間の媒体の流動が殺菌されるように制御される。特に、ギャップ内の媒体の速度は、移動プロファイルを介して制御される。媒体の速度は、電子の雲を通過するときに殺菌時間を可能とするように十分遅くすべきである。媒体の速度は、放出部とパッケージング材料との間のギャップの大きさ及び移動プロファイル、または放出部とパッケージング材料との間の相対速度に依存する。放出部とパッケージングとの間の相対速度が小さいほど、媒体の流動の速度は小さくなる。

移動プロファイルは、媒体の流動の殺菌が実現できるように、ギャップ内の媒体の流動速度を制御するように適合される。この目的に関して、電子の雲は、好適にはギャップを完全に覆うように適合される。これによって、ギャップを通過する媒体の流動全体が確実に殺菌され、すなわちギャップを通って流入する媒体の全てが確実に殺菌される。放出部が引き出されるときに、雲は無菌障壁を形成する。本方法によって、殺菌中及び殺菌後にパッケージング材料内の無菌状態を維持することが可能になる。換言すれば、（殺菌された）パッケージング材料と接触することとなるどの気体媒体も確実に殺菌状態になることができる。

移動プロファイルは、どのようなギャップの大きさにも適合することができる。これは、パッケージング材料が、どのような形態または幾何形状を有することもできることを意味する。「媒体」について、媒体は具体的に混合物に関して制約されないことについて言及しなければならない。これは、例えば、空気、窒素もしくは任意のその他の気体または気体の混合物であってもよい。「媒体」は、殺菌状態にないかもしれない媒体を意味する。一般に、媒体は、既に殺菌されたパッケージング材料に再付着する可能性があるものを意味される。殺菌は、例えば真菌、細菌、ウィルス、胞子などの伝染体を含む微生物を排除または殺す任意のプロセスを意味する用語であり、これらの微生物は、パッケージング材料の表面または製品内に存在しうる。（食品）パッケージング産業において、これは一般に、無菌パッケージング、すなわち殺菌されたパッケージング容器内の殺菌された製品のパッケージング、すなわち製品及びパッケージング容器の両方を生きた細菌や微生物がいない状態に保つことを指し、これによって、製品の鮮度が、特別な冷却の必要性なく保たれ、すなわち常温で保存されていてもパッケージング容器内の殺菌が保たれることができるようになる。この文脈において、「商用的殺菌」との用語もまた一般に使用され、一般に、食品が製造、配送及び保存の間に保たれる可能性のある通常の冷蔵されていない状態において、食品内で成長することができる微生物がいないことを意味する。本出願において、「殺菌状態」との用語は、少なくとも商用的殺菌状態を指す。

１つまたは複数の実施形態において、パッケージング材料は、ほぼ管状であり、放出部は、管状のパッケージング材料の開口部を通して、管状のパッケージング材料の少なくとも内部を殺菌するように適合される。開口部は、ほぼ管状のパッケージング材料内への放出部の挿入を可能にするように適合される。ほぼ管状のパッケージング材料は、開口部と反対の他端部において閉鎖される。管状のパッケージング材料は、軸に沿って延設する。「管状」という用語は、ほぼ管状のパッケージング材料の断面の可能な形態に関してなんらの制限も含まない。これは、断面が丸みを有し、長方形、円形、多角形及び／または角度のある形状とすることができることを意味し、特に、ほぼ管状のパッケージング材料の断面は、軸にそって一定である必要はない。一般性を制限することなく、ほぼ管状のパッケージング材料は、以下において、「パッケージング容器」と名付けられることがある。

パッケージング容器は例えば、ＰＥＴなどのプラスチック材料、または（積層された）紙パック材料からなるものであってよい。後者に関して、一般的な種類の積層された紙パック材料は、紙のコア層または紙の板及び、例えば、ポリマー材料またはアルミニウム箔の１つまたは複数の障壁層を含むものである。次第に一般的になりつつある種類のパッケージングは、充填機で製造される「紙パックボトル」であり、充填機内で、上述のパッケージング積層体のパッケージング空き容器が形成され、スリーブとしてシールされる。このスリーブは、一端で閉鎖され、その一端において、熱可塑性材料の頂部がスリーブ端部に直接射出成形される。パッケージング積層体のシートは、パッケージング積層体のマガジンリールから切り取られてもよい。

有利には、パッケージング容器の開口部、例えばパッケージング容器の注ぎ口または底部は、パッケージング容器の特に内部表面を殺菌するために、電子放出窓を含む放出部の少なくとも一部が通過できるように十分大きくなければならない。１つまたは複数の実施形態において、放出部は丸みを有し、特にほぼ一定の円形断面を有する。断面の直径は、約５から１００ｍｍの範囲内にある。

１つまたは複数の実施形態において、本方法は、放出部と管状のパッケージング材料との間で相互に相対的な移動を行う段階を含み、移動の間に、放出部の一部が管状のパッケージング材料の開口を通して一時的に挿入され、パッケージング材料の内部殺菌が行われる。

「放出部と管状のパッケージング材料との間の相対的な移動」という用語は、可能性のある移動の構成の全てを含む。１つまたは複数の実施形態において、放出部は、パッケージング容器に対して移動する（パッケージング容器は軸に沿って静止している）。代替的に、１つまたは複数の実施形態において、パッケージング容器は、放出部の方に向かって、また放出部から離れるように移動する（放出部は軸に沿って静止している）。そのため、放出部はパッケージング容器内に挿入され、放出部はパッケージング容器内に受容されることとなる。換言すれば、パッケージング容器は、放出部を取り囲むように移動することとなる。代替的に、１つまたは複数の実施形態において、放出部及びパッケージング容器は共に移動する。そのそれぞれは、相対的な移動の一部を行う。

放出部をほぼ管状のパッケージング材料に挿入する段階は、開口部を通して、ほぼ管状のパッケージング材料の外への媒体の流出を形成し、放出部をほぼ管状のパッケージング材料の外に引き出す段階は、ほぼ管状のパッケージング材料内への媒体の流入を形成する。本方法は、媒体の流入速度及び流出速度を、移動プロファイルを用いて適合する段階を含む。

不明確性を避け、完全を期すために、「挿入する」及び「引き出す」という用語は、相対的な移動を指すと理解すべきである。そのため、「挿入する」という用語は、放出部及びパッケージング容器が互いに向かう任意の移動を含む。それに対応して、「引き出す」という用語は、放出部及びパッケージング容器が互いから離れる任意の移動を含む。

放出部をほぼ管状のパッケージング材料の外に引き出す段階は、ほぼ管状のパッケージング材料内への媒体の流入を形成する。本方法は、ほぼ管状のパッケージング材料内への媒体の流入が、雲によって殺菌されるように、移動プロファイルを用いて、媒体の流入速度を適合する段階を含む。換言すれば、パッケージング容器内に流れる媒体は、雲によって殺菌される。

前述の流入は、放出部が移動せず、パッケージング材料が放出部から離れるように移動するときにも同じように形成される。同様に、流出は、放出部が移動せずパッケージング容器が放出部に向かって移動する（そして停止する）ときに形成される。１つまたは複数の実施形態において、媒体の流入速度及び流出速度は、放出部とパッケージング材料との間の相対的な移動速度を低減することによって、低減することが可能である。１つまたは複数の実施形態において、（それを通して放出部が挿入される）開口部の反対側の、パッケージング容器の側部は好適には閉鎖される。これは、パッケージング容器内の媒体または空気が、放出部が容器内に挿入されるときに、容器から押し出されて媒体の流出を形成することを意味している。これと同様に、パッケージング容器の周囲の空気または媒体は、放出部がパッケージング容器から引き出されるときに、開口部またはギャップを介して、パッケージング容器内に吸い込まれる。これは、ギャップを介した媒体の流動が雲によって殺菌されない場合は、純粋でなく、無菌状態でなく、または殺菌状態でない媒体／空気が容器内に入る可能性があることを意味する。しかし、有利には、移動プロファイルは、パッケージング容器内に入る媒体の流動が、放出部の雲を通過する間に媒体によって殺菌可能であるように十分遅いように適合される。

１つまたは複数の実施形態において、移動プロファイルが少なくとも第１の位置及び第２の位置を含み、第１の位置において、放出部、特にその電子放出窓、及びほぼ管状のパッケージング材料の開口部が、ほぼ同じ高さにあり、第２の位置において、放出部、特にその電子放出窓が、ほぼ管状のパッケージング材料の内部に配置され、本方法は、挿入として定義される第１の位置から第２の位置までの移動の時間幅が、抜き取りとして定義される第２の位置から第１の位置までの移動の時間幅よりも短いように、移動プロファイルを調整する段階を含む。

本質的に、例えば充填機内で、パッケージング容器の内部の殺菌が可能な特定の時間幅のみが存在する。１つまたは複数の実施形態において、複数の放出部が、回転するように適合された回転搬送部などに設けられる（基本的な構成は、先行技術で既知である）。好適には、例えば搬送部を介して搬送されるパッケージング容器は回転搬送部に到達し、（回転する）放出部の１つに取り付けられる。回転搬送部の１回転の少なくとも一部の間に、殺菌が行われ、パッケージング容器は適切な放出部または回転搬送部から除去される。そのため、回転搬送部の大きさ、回転搬送部に配置された放出部の数及び／または回転搬送部の回転速度に応じて、殺菌のための特定の時間幅が利用可能である。殺菌状態でない放出部を有し、回転搬送部が無菌状態でないチャンバー内に配置される場合には、殺菌は好適にはパッケージング容器の抜き取りの際になされる。雲はそれ自体が、パッケージング容器内に無菌障壁を形成することとなる。挿入の間、放出部は動作しているが、実際の殺菌は、雲がパッケージング容器の閉鎖端を満たしたとき、すなわち雲が開口から最も遠い位置に位置するときに開始することとなる。放出部がパッケージング容器から抜き取られるにつれて、無菌障壁は開口部に向かって上方に移動する。

流入の速度を制御するために抜き取りの十分な時間を可能とするように、挿入のための時間は抜き取りの時間幅よりも短くなるように調整される。抜き取りの時間間隔が長くなると、抜き取りの間にパッケージング材料の内部を殺菌するために利用可能な時間幅はより長くなり、流入は、雲によって殺菌できるように、すなわち流入するどの媒体も殺菌可能であるように調整することができる。

抜き取りの時間幅をできる限り長くすることで、ギャップを介して流入する媒体は、可能な限り遅くなるため、雲によって殺菌することができる。抜き取りが第１の位置において停止しないことは言うまでもない。パッケージング容器の開口部は、移動プロファイルを説明するために選択された単なる参照点である。第２の位置は、好適にはパッケージング容器内で、放出部の最も深い位置、特にその電子放出窓である。もちろん、第２の位置は好適には雲がパッケージング容器の側面の内部全体に到達することができる程度の深さでパッケージング容器内部に位置し、その位置は入口側すなわち開口部とは反対側である。結果として、第２の位置は、パッケージング材料または容器の長さ及び雲の大きさに依存する。１つの実施形態において、第１の位置と第２の位置との間の距離は、約１０から４００ｍｍである。殺菌に利用可能な時間幅、換言すれば挿入及び抜き取りの時間幅は合計で約０．１から１０秒である。

１つまたは複数の実施形態において、本方法は、抜き取りの時間を、挿入の時間の少なくとも５倍に調整する段階と、抜き取りの間にほぼ管状のパッケージング材料を殺菌する段階と、を含む。

１つまたは複数の実施形態において、抜き取りの時間は、挿入の時間の少なくとも８倍であり、特に好適には、抜き取りの時間は挿入の時間の少なくとも１０倍である。その結果、抜き取りの間にパッケージング材料を殺菌するための時間を増加させることができる。

管状のパッケージング材料は、軸にほぼ沿って延設し、雲は、軸に対してほぼ垂直に延設する幅を含み、雲は、軸にほぼ沿って延設する長さを含む。１つまたは複数の実施形態において、本方法は、電源が雲の幅及び長さに影響を与えるように適合されるように、電源を提供する段階と、放出部とパッケージング材料との間の領域を少なくとも覆うように適合されるように、幅を形成する段階と、を含む。

これは、雲が好適にはギャップ全体を覆うように適合されることを意味する。また好適には、雲または雲の幅もまた、開口部の直径を覆うように適合される。一般に、ギャップは約１から５０ｍｍである。明らかに、放出部の直径は、ギャップを設けるためにパッケージング容器の直径よりも小さくすべきであり、それによって放出部及びパッケージング材料を互いに対して相対的に移動させることが容易になる。好適には、放出部と、それを取り囲むパッケージング材料との間の場所またはギャップは、雲によって完全に覆われる。換言すれば、ギャップは雲によって完全に閉鎖され、ギャップを通過する媒体は全て、雲を通過しなければならない。そのため、雲の幅を調整することによって、異なるギャップの大きさに容易に対応することができる。パッケージング材料／容器と放出部との間の移動プロファイルを制御することと組み合わせて、非殺菌状態／非無菌状態の空気／媒体の流入、すなわち流入する媒体が、パッケージング材料の形態と無関係に常に確実に殺菌されるようにすることができる。さらに、電源は、パッケージング容器の内側が電子に過度にさらされないように、すなわち放出部の出力ドーズ率が高くなりすぎないように制御するように適合される。

１つまたは複数の実施形態において、本方法は、電荷担体のエネルギーレベル及び／または放出部のドーズ率を、放出部とパッケージング材料との間の媒体の流速の関数として適合する段階を含む。

特に、電荷担体のエネルギーレベル及び／または放出部の出力ドーズ率は、少なくとも抜き取り時において、放出部とパッケージング材料との間の媒体の流入速度の関数として適合される。

この考えは、電荷担体のエネルギーレベル及び／または出力ドーズ率を、媒体の速度、特に媒体の流入速度に合わせるということである。これは、電荷担体のエネルギーレベル及び／または出力ドーズ率がより高くなるほど、流動速度、特に流入速度が高くなることを意味する。これにより、流入の十分な殺菌を確実に行うことができる。１つまたは複数の実施形態において、電荷担体のエネルギーレベル及び／または放出部の出力ドーズ率はそれぞれ、移動プロファイルの全体において一定ではない。好適には、エネルギーレベルは、媒体の流入の殺菌、すなわち流入する媒体の殺菌を確実に行うために、抜き取りの間増加する。いうまでもなく、電子のエネルギーレベル及び／または放出部の出力ドーズ率を調整することは、好適には移動プロファイルそれ自体を調整することと組み合わせられる。

１つまたは複数の実施形態において、本方法は、放出部がパッケージング材料の外部にあるときに、雲でパッケージング材料の開口部を覆うように、抜き取りの間の雲の長さ及び／または幅を適合する段階を含む。

媒体または空気などの気体の速度は、放出部がパッケージング材料内に配置されたときのギャップの大きさにのみ依存するのではない。放出部が既にパッケージング材料の外側にあるときの媒体の流入も存在する。これは、媒体の流動の慣性に基づく。換言すれば、放出部が既に前述の第１の位置の上にある場合に、放出部をパッケージング容器の外部に引き出した後にも依然として流入が存在する。これは、媒体の流入の速度が、パッケージング材料が離れた場合の放出部の速度にも依存することを意味している。１つまたは複数の実施形態において、放出部が抜き取りの間パッケージング材料の外側にあるとき、換言すれば、放出部がパッケージング容器の開口部（第１の位置）のわずかに上にあるときに、雲の長さ及び／または幅が増加する。好適には、雲は、流入が雲によって殺菌されるように適合される。雲は、確実に流入の殺菌を行うために、パッケージング容器の開口部よりも大きな幅ｗを有すべきである。

１つまたは複数の実施形態において、本方法は、放出部が開口部の上方にあるときに、抜き取りの速度を低下させ、及び／または停止させる段階と、雲が少なくとも一時的に開口部を覆う程度に十分大きくなるように適合する段階と、媒体の流入を殺菌する段階と、を含む。

これは、パッケージング容器と放出部との間の移動プロファイルが、好適には、放出部が開口部の上にあるときに、パッケージング材料と放出部との間の相対速度が低下し、減少し、または停止するように調整される。これにより、放出部が容器から引き出された後にパッケージング容器内に吸入される流入も確実に殺菌される。

１つまたは複数の実施形態において、本方法は、パッケージング材料を軸に沿って移動させることによって、移動プロファイルを実現することができる駆動ユニットを提供する段階を含む。

１つまたは複数の実施形態において、駆動ユニットは、リニアモーター、サーボモーター、空気圧駆動／モーターまたは例えばカム曲線などの機械的駆動のいずれかを含む。代替的に標準の（回転する）電気モーターを使用することもでき、回転を往復移動に変換する機構が設けられる。１つまたは複数の実施形態において、リニアモーターが使用される。リニアモーターは、第１の位置と第２の位置との間の前述の距離及びさらに長い距離（第１の位置において放出部がパッケージング容器の開口部の高さにあるのみである）を可能にする最小往復運動を有する。

１つまたは複数の実施形態において、本方法は、モーターの速度を改善するために、プリロード装置を使用してリニアモーターの駆動機構をプリローディングする段階を含む。

既に述べたように、挿入のための時間を短くすることが好適である。そのため、パッケージング容器または放出部を移動させるために、適切な加速を可能にする程度に非常に強力であるモーターが提供されなければならない。より小さく、そのためより安くもある電気モーターを使用することを可能にするために、電気モーターの駆動機構は、例えば、駆動機構または電気モーターの運動を支持するために使用可能であるばねまたはゴム要素などのプリロード装置と組み合わせることができる。換言すれば、プリロード装置は、圧縮などがされることができ、蓄積されたエネルギーが、電気モーターのありうる加速を支持するために使用できるようにする。

１つまたは複数の実施形態において、本方法は、流入がほぼ管状のパッケージング材料の内部に入るのを防ぐように、ほぼ管状のパッケージング材料の内側に高い圧力を形成する段階を含む。

１つまたは複数の実施形態において、放出部は、外側から媒体が容器内に入ってくるのを防ぐ、パッケージング容器内の状態を発生させるために少なくとも１つの排出部などを含む。容器内の圧力は、容器の外側の圧力よりも大きくされる。また、放出部の引き出しの間に存在する流入を停止させる、容器の外への例えば殺菌状態の空気の流出を発生させることも可能である。

本発明によれば、電荷担体、特に電子を放出するように適合された放出部を含む、パッケージング材料を殺菌するためのデバイスであって、電荷担体が少なくとも１つの雲を形成し、放出部及びパッケージング材料が、気体媒体の流動が放出部とパッケージング材料との間に形成させるように、互いに対して相対的に移動し、このデバイスが、放出部とパッケージング材料との間の移動プロファイルを制御するように適合された制御ユニットを含み、放出部とパッケージング材料との間の媒体の流動が、移動プロファイルを調整することによって殺菌することができるデバイスが提供される。

本発明に従うデバイスは、本発明に従う方法の特徴及び利点を含むことができ、その逆も同様である。

本発明の更なる利点及び特徴は、添付した図面を参照する本発明の実施形態の以下の説明に示されている。各実施形態の単一の特徴または特性は、明示的に、本発明の範囲内に組み合わされることが可能である。

互いに対して相対的に移動する放出部とパッケージング材料との間の媒体の流動を概略的に示す。 放出部がほぼ管状のパッケージング材料に挿入されたときの媒体の流出を概略的に示す。 代替的なパッケージング容器及び放出部を概略的に示す。 放出部がほぼ管状のパッケージング材料から引き出されたときの、ほぼ管状のパッケージング材料内への媒体の流入を概略的に示す。 ２つの移動プロファイルを示す。 流入が、放出部の雲によってどのように殺菌可能であるかを概略的に示す。 放出部がほぼ管状のパッケージング材料からすでに引き出されたときの媒体の流入の殺菌を示す。 ほぼ管状のパッケージング材料内への流入を殺菌する雲の適合を示す。

ここで図１を参照すると、矢印ａの方向に沿って移動するパッケージング材料１０が示されている。放出部２０とパッケージング材料１０との間にギャップ１４が形成されるように放出部２０が位置され、放出部２０は、電子放出窓２４を含む。電子放出窓２４は、パッケージング材料に向けて下向きに面する。ギャップ１４は、放出部によって放出された電荷担体、特に電子によって形成された雲２２によって覆われる。移動しない放出部２０に対するパッケージング材料１０の移動は、放出部２０とパッケージング材料１０との間、または放出部２０とパッケージング材料１０との間のそれぞれに、媒体の流動４２を発生させる。図１に示すように、媒体の流動４２の方向は、ほぼ矢印ａと反対の方向である。放出部２０とパッケージング材料との間の相対的な移動または移動プロファイルはそれぞれ、放出部２０とパッケージング材料１０との間の媒体の流動２２が雲２２によって十分に殺菌されるように適合され、調整される。

図２ａは、ほぼ管状のパッケージング材料１０内に挿入される放出部２０の実施形態を示す。特に、ほぼ管状のパッケージング材料１０は、開口部１２を通して製品を充填することができる形状のパッケージング容器である。これは、スリーブ体１０ａ及び頂部１０ｂを含む。頂部１０ｂは、閉鎖部で封止された首部または注ぎ口を含む。閉鎖部は例えばねじ式キャップ、嵌め込み式キャップ（蝶番式キャップ）またはメンブレンとすることができる。スリーブ体１０ａは開口部１２を有して提供される。

この実施形態において、パッケージング容器１０の開口部１２は開放底部であり、充填後に封止されまたは折り畳まれて、実質的に平坦な底面を形成することとなる。しかし、この開口部１２は、これを通して放出部２０が受容され、充填が行われることとなるが、他の実施形態においては、パッケージング容器の頂部１０ｂに、パッケージング容器１０の首部または注ぎ口部として配置されうることも理解されるべきである。図２ｂはそのような実施形態を示している。首部または注ぎ口部は、充填後は、例えばねじ式キャップによって封止されることとなる。

図２ａにおいて、パッケージング容器は軸Ａに沿って延設することが示されている。放出器２０は、これもまた軸Ａに沿って延設するが、矢印ａに沿ってパッケージング容器１０内に挿入される。パッケージング容器１０と放出部２０との間にギャップ１４が形成される。放出部２０は、電荷担体、特に電子を放出するように適合された放出窓２４を含む。放出部２０をパッケージング容器１０に挿入する間、パッケージング容器１０の内部の媒体の流出４４がギャップ１４内で発生し、流出４４は、開口部１２を介してパッケージング容器１０の内側から出る。

以下において、この充填準備のできたパッケージング容器１０の内側を殺菌するための例示的な放出部２０を簡単に説明する。

放出部２０は、経路に沿って実質的に円形の電子ビームを放出するための電子発生器を含む。電子発生器１４は、気密封止された真空チャンバー内に収容される。この真空チャンバーは、電子放出窓２４を有して提供される。

電子発生器はカソード収容部及びフィラメントを含む。使用時には、電子ビームはフィラメントを加熱することによって生成される。電流がフィラメントを通して供給されると、フィラメントの電気抵抗により、フィラメントは２０００℃程度の温度まで加熱されることとなる。この加熱により、フィラメントは電子の雲を放出する。電子はカソード収容部と放出窓（アノードとなる）との間の高電圧電位によって電子放出窓２４に向かって加速される。次いで、電子は電子放出窓２４を通過し、続いて、目標領域、すなわちこの場合にはパッケージング容器１０の内部表面に向かう。

フィラメントはタングステンから作ることができる。任意選択的に、フィラメントと電子ビーム放出窓との間にグリッドが配置されてもよい。グリッドは、電子ビームをより均一なビームに拡散し、電子ビームを目標領域に向けて集束するために使用されてもよい。

高電圧電位は、例えばカソード収容部及びフィラメントを電源に接続し、真空チャンバーをグランドに接続することによって発生する。放出部２０は、電圧が３００ｋＶよりも低い場合、一般的に低電圧電子ビーム放出器と称される。１つまたは複数の実施形態において、加速電圧は９０から１１０ｋＶ程度である。１つまたは複数の実施形態において、電圧は１００ｋＶである。この電圧は、各電子に対して１００ｋｅＶの運動エネルギーをもたらす。しかし、別の電圧、例えば７５から１５０ｋＶの電圧を選択することもできる。

放出部２０は、既に述べたように、電子放出窓２４をさらに有して提供される。窓２４は、例えばチタンなどの金属箔からなることができ、４から１２μｍの厚さを有することができる。アルミニウムまたは銅から形成された支持網部（図示されない）は、真空チャンバー内部から箔を支持する。電子は、放出窓２４を通して真空チャンバーから出る。

真空チャンバーは、例えば図２ｂまたは５に示されるように、実質的に円形の断面を有する２つの細長い円筒体２０ａ、２０ｂから形成されてもよい。円筒体は、共通の長手方向の中心軸Ａを有する。第１の円筒体２０ａは、中心軸Ａに対して垂直な平面内の端面を有し、端面は電子放出窓２４を有して提供される。電子放出窓２４は円形であり、好適には端面のほとんどを覆って延設する。この第１の円筒体２０ａの直径は、充填の準備ができたパッケージング容器１０内に挿入されるのに十分小さく、この第１の円筒体の断面は、パッケージング容器１０の開口部２６を通して案内可能であるような寸法とされる。第２の円筒体２０ｂは、電子ビーム発生器を有して提供され、この第２の円筒体２０ｂの直径は、第１の円筒体２０ａよりも大きい。

放出部２０は、その電子放出窓２４から、例えば図５内の実線によって概略的に示された電子の雲２２を放出する。断面形状は、図示されるようにある程度円形であり、または液滴形である。電子の雲の形状は、電子放出窓２４の形状及び電子放出窓を離れる個別の電子のブラウン運動によって画定される。電子放出窓を離れ、空気中に入る際に、電子は、雲を形成する全ての方向に散乱することとなる。形成される雲は、軸Ａの周りにほぼ軸対称であり、それによって、雲の体積は球状（または液滴形）である。パッケージング容器の内部表面の殺菌を得るために、放出部２０のエネルギーは、利用可能な殺菌時間、パッケージング容器の大きさ及び形状並びに放出器に対するパッケージング容器の速度と適合される必要がある。

図３は、図４とほぼ同じ実施形態を示す。しかし、放出部２０は矢印ａに沿ってパッケージング容器１０から引き出される。これは、パッケージング容器１０と放出部２０との間に形成された開口部１２及びギャップ１４を介してパッケージング容器１０内に向かう流入４３を生成する。いうまでもなく、パッケージング容器１０が矢印ａに対して動かされ、放出部２０が静止している場合、すなわち、放出部が矢印ａに沿って移動しない場合にも、この効果は同一である（これは、図２ａの移動にも当てはまる）。

前述したように、放出部及び管状のパッケージング容器は、相対移動するように適合される。放出部は、相対移動全体の間動作している（雲を放出している）にもかかわらず、管状のパッケージング材料の内部の実際の殺菌は、放出部が管状のパッケージング材料から引き出されるときになされると考えられる。そのような場合、放出部自体は殺菌される必要はなく、雲は、殺菌される内部表面と放出部との間に無菌障壁を形成する。そのような無菌障壁は、気体媒体の流入４３が、確実に雲によって殺菌されるように制御可能である限り、維持することができる。換言すれば、気体媒体のどの流入４３も、無菌障壁を横切ることができ、殺菌された管状のパッケージング材料の内部に到達する前に、雲の中で殺菌されるべきである。これはさらに、図４及び５を参照して説明される。

図４は、図内に２つの移動プロファイル９０’及び９０”を示す。図のｘ軸ｘは時間を、例えばｍｓの単位で示す。ｙ軸ｙは、リフトまたは距離を、例えばｍｍの単位でそれぞれ示す。リフトは第１及び第２の位置を参照し、第１の位置において放出部１０、特にその電子放出窓２４、及びパッケージング容器１０の開口部１２はほぼ同じ高さにあり、第２の位置において放出部２０、特にその電子放出窓２４は、例えば図２ａに示されるようにパッケージング容器内に位置する。第２の位置は、パッケージング容器１０の内側全体が電子の雲２２によって殺菌できるように調整される。これは、第２の位置が、雲がパッケージング容器１０の内側に十分に到達できるように、パッケージング容器１０の内側に十分深い位置でなければならないことを意味している。移動プロファイル９０’は、抜き取り９２の時間幅よりもずっと短い挿入９１の時間幅を示している。１つまたは複数の実施形態において、挿入９２の時間幅の測定値は約１５０ｍｓであり、抜き取り９２の時間幅の測定値は約１３５０ｍｓである。これとは対照的に、移動プロファイル９０”は、挿入９１の時間幅が、抜き取り９２の時間幅とほぼ同じ長さであることを示している。

非殺菌放出部の場合、移動プロファイル９０’が好適なものである。このとき放出部は急速な流出４４（図２ａ）を引き起こすように管状のパッケージング容器に急速に挿入されうる。代替的に、管状のパッケージング材料は、放出部を取り囲むように急速に持ち上げられる。管状のパッケージング材料の内部表面の殺菌は、雲が管状のパッケージング材料の頂部１０ｂを満たす時に「開始」する。次いで、放出部はパッケージング材料からゆっくりと引き出すことができ、または代替的に、パッケージング材料は放出部から離れるようにゆっくりと動かすことができる。雲は、相対移動の間、管状のパッケージング材料の開口部１２に向かって変位することとなる無菌障壁を形成することとなり、雲の底部のパッケージング材料内の内部表面を殺菌したままにする。ゆっくりした相対的な移動は、気体媒体の流入４３が、殺菌されずに雲を通過して流れるのを防ぐことになる。これはさらに図５で説明される。

図５は、軸Ａにほぼ沿って延設するほぼ管状のパッケージング材料１０内に向けられる流入４３を、雲２２によって殺菌するための実施形態を示している。放出部２０は、矢印ａに沿って引き出され、この引き出しは、パッケージング容器１０内に向けられる流入４３を形成する。しかし、流入４３は、雲２２を通過することなくほぼ管状のパッケージング容器１０内に入ることができない。雲は、パッケージング材料の殺菌された内部表面と放出部２０との間に、点線で平面として示されるような無菌障壁９５を形成する。矢印ａに沿った放出部２０の速度は、流入４３が雲２２によって殺菌されるように十分遅い。

もちろん、前述のように、代替的に、放出部２０を移動させず、軸Ａに沿ってパッケージング容器１０を移動させることも可能である（放出部は静止状態にされる）。代替的に、放出部２０及びパッケージング容器１０は共に、軸Ａに沿って移動可能であり、すなわち相対的移動が両方によって実施される。有利には、放出部２０とほぼ管状のパッケージング材料１０または一般にパッケージング材料１０との間の移動プロファイルは、放出部２０とパッケージング材料１０との間の媒体の流動４２が殺菌されるように適合される。

図６は、図４に示されるようにほぼ同じ実施形態を示している。しかし、放出部２０は既に管状のパッケージング材料１０の外側にある。図５と同様に、依然としてパッケージング容器１０内に向けられた流入４３が存在しうる。雲２２は、開口部１２を介してほぼ管状のパッケージング材料１０内に入る流入４３を殺菌するように適合され、流入４３は、最初に殺菌されずに、無菌障壁９５の下の領域に到達することはできない。１つまたは複数の実施形態において、移動プロファイルは、所定の時間、図６に示されるような配置を保持し、確実に流入４３が雲２２によって殺菌されるように適合される。これは、パッケージング材料１０と放出部２０との間の相対速度が、確実に流入４３の殺菌を行えるように低くされ、または単時間停止されることができることを意味している。

図７は、図５及び６に示されたものと類似の実施形態を示している。しかし、雲２２の幅ｗ及び長さｌは、確実に流入４３が殺菌されるように適合されることが示されている。図６と比較すると、雲２２の幅ｗはパッケージング容器１０の直径ｄよりも大きいことは明らかである。雲２２の大きさは、適切な電源を用いて、電荷担体のエネルギーレベル、及び／またはその速度もしくはその出力ドーズ率をそれぞれ適合するように適合されることができる。

本発明は、例えば、出願人によって出願された国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１３／０７６８７０号に説明された殺菌デバイスに適用可能である。パッケージング容器の内部殺菌の間、パッケージング容器と放出部との間の相対移動がなされる。

１０ （ほぼ管状の）パッケージング材料、パッケージング容器
１０ａ スリーブ体
１０ｂ 頂部
１２ 開口部
１４ ギャップ
２０ 放出部
２０ａ 第１の円筒体
２０ｂ 第２の円筒体
２２ 雲
２４ 電子放出窓
２６ パッケージング容器の開口部
４２ 流動
４３ 流入
４４ 流出
９０’、９０” 移動プロファイル
９１ 挿入
９２ 抜き取り
９５ 無菌障壁
ｘ ｘ軸
ｙ ｙ軸
ｙ_max 第１の位置と第２の位置の間の最大リフト、距離
ｗ 幅
ｌ 長さ
Ａ 軸
ａ 矢印
ｄ パッケージング容器の直径

Claims (14)

1. パッケージング材料（１０）を殺菌するための方法であって、
   電荷担体、特に電子を放出するように適合された放出部（２０）を含み、
   前記電荷担体が少なくとも１つの雲（２２）を形成し、
   前記放出部（２０）及び前記パッケージング材料（１０）が、気体媒体の流動（４２）が前記放出部（２０）と前記パッケージング材料（１０）との間に形成されるように互いに対して相対的に移動され、
   前記方法が、
   前記放出部（２０）と前記パッケージング材料（１０）との間の移動プロファイル（９０’、９０”）を制御する段階と、
   前記少なくとも１つの雲によって、前記放出部（２０）と前記パッケージング材料（１０）との間の気体媒体の前記流動（４２）を、前記移動プロファイル（９０’、９０”）を調整することによって殺菌する段階と、を含む、方法。
2. 前記パッケージング材料（１０）が、ほぼ管状であり、前記放出部が、前記管状のパッケージング材料の開口部（１２）を通して、前記管状のパッケージング材料（１０）の少なくとも内部を殺菌するように適合された、請求項１に記載の方法。
3. 前記放出部（２０）と前記管状のパッケージング材料（１０）との間で相互に相対的な移動を行う段階を含み、前記移動の間に、前記放出部（１０）の一部が前記管状のパッケージング材料（１０）の前記開口（１２）を通して一時的に挿入され、前記パッケージング材料（１０）の内部殺菌が行われる、請求項２に記載の方法。
4. 前記管状のパッケージング材料（１０）が軸（Ａ）にほぼ沿って延設する段階を含み、
   前記管状のパッケージング材料の内部断面を少なくとも覆う程度に十分大きな雲を提供し、前記内部断面が前記軸（Ａ）に対して垂直である、段階と、
   前記雲が前記管状のパッケージング材料内に無菌障壁を形成することができるように移動プロファイルを調整する段階であって、前記無菌障壁が、前記媒体が前記管状のパッケージング材料の殺菌された内部に到達する前に、前記放出部と前記管状のパッケージング材料との間の前記媒体の流入を殺菌するように適合された、前記移動プロファイルを調整する段階と、を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記放出部（２０）を前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）に挿入する段階が、前記開口部（１２）を通して、前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）の外への前記媒体の流出（４４）を形成し、前記放出部（２０）を前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）の外に引き出す段階が、前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）内への前記媒体の流入を形成し、
   前記媒体の流入速度及び流出速度を、前記移動プロファイル（９０’、９０”）を用いて調整する段階を含む、請求項３または４に記載の方法。
6. 前記放出部（２０）を前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）の外に引き出す段階が、前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）内への前記媒体の流入（４３）を形成し、
   前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）内への前記媒体の前記流入（４３）が、前記雲によって殺菌され、それによって前記雲が無菌障壁を形成するように、前記媒体の流入速度を、前記移動プロファイル（９０’、９０”）を用いて適合する段階を含む、請求項３または４に記載の方法。
7. 前記移動プロファイル（９０’、９０”）が少なくとも第１の位置及び第２の位置を含み、
   前記第１の位置において、前記放出部（２０）、特にその電子放出窓（２４）、及び前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）の前記開口部（１２）が、ほぼ同じ高さにあり、
   前記第２の位置において、前記放出部（２０）、特にその電子放出窓（２４）が、前記ほぼ管状のパッケージング材料の内部に配置され、
   挿入（９１）として定義される前記第１の位置から前記第２の位置までの移動の時間幅が、抜き取り（９２）として定義される前記第２の位置から前記第１の位置までの移動の時間幅よりも短いように、前記移動プロファイル（９０’、９０”）を調整する段階を含む、請求項５または６に記載の方法。
8. 前記管状のパッケージング材料（１０）が、軸（Ａ）にほぼ沿って延設し、
   前記雲（２２）が、前記軸（Ａ）に対してほぼ垂直に延設する幅（ｗ）を含み、
   前記雲（２２）が、前記軸（Ａ）にほぼ沿って延設する長さ（ｌ）を含み、
   電源が前記雲（２２）の前記幅（ｗ）及び前記長さ（ｌ）に影響を与えるように適合されるように、電源を提供する段階と、
   前記放出部（２０）と前記パッケージング材料（１０）との間の領域を少なくとも覆うように適合されるように、前記幅（ｗ）を形成する段階と、を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記電荷担体のエネルギーレベル及び／または前記放出部のドーズ率を、前記放出部（２０）と前記パッケージング材料（１０）との間の前記媒体の流速の関数として適合する段階を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記放出部（２０）が前記パッケージング材料（１０）の外部にあるときに前記パッケージング材料（１０）の前記開口部（１２）を前記雲（２２）で覆うように、抜き取り（９２）の間の前記雲（２２）の前記長さ（ｌ）及び／または幅（ｗ）を適合する段階を含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記放出部（２０）が前記開口部（１２）の上方にあるときに、前記抜き取り（９２）の速度を低下させ、及び／または停止させる段階と、
    前記媒体の前記流入（４３）を殺菌する段階と、を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記方法が、前記パッケージング材料を前記軸に沿って移動させることによって、前記移動プロファイルを実現することができる駆動ユニットを提供する段階を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記流入（４３）が前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）の内部に入るのを防ぐように、前記ほぼ管状のパッケージング材料（１０）の内側に高い圧力を形成する段階を含む、請求項２から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 電荷担体、特に電子を放出するように適合された放出部（２０）を含む、パッケージング材料（１０）を殺菌するためのデバイスであって、
    前記電荷担体が少なくとも１つの雲（２２）を形成し、
    前記放出部（２０）及び前記パッケージング材料（１０）が、気体媒体の流動（４２）が前記放出部（２０）と前記パッケージング材料（１０）との間に形成されるように、互いに対して相対的に移動するように適合され、前記デバイスが、前記放出部（２０）と前記パッケージング材料（１０）との間の移動プロファイル（９０’、９０”）を制御するように適合された制御ユニットを含み、
    前記放出部（２０）と前記パッケージング材料（１０）との間の前記気体媒体の前記流動（４２）が、前記少なくとも１つの雲によって、前記移動プロファイル（９０’、９０”）を調整することによって殺菌することができる、デバイス。

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